近日，我院李坤权教授课题组在学术期刊《Journal of Cleaner Production》(IF=11.1，南农A类期刊)上发表题为“Green Synthesis of Highly Pyrrolic Nitrogen-Doped Biochar for Enhanced Tetracycline Degradation: New Insights from Endogenous Mineral Components and Organic Nitrogen Synergy”的研究性文章。
在绿色化学领域，非金属催化剂以其独特的魅力和潜力引领着科研的新潮流。作为其中的佼佼者，生物炭凭借其卓越的催化性能，已成为解决环境问题的得力助手。本文对比研究了豆渣炭制备过程中的内外源氮掺杂剂协同自模板钾钙矿物的活化剂角色，揭示了豆渣有机氮与内源矿物组分之间的协同作用及其诱导的特异性活性点位对四环素的高效催化降解机制。
研究发现，与传统的外源性氮掺杂相比，豆渣中的有机氮引入加速了晶格破坏，增强了内源矿物组分与有机氮之间的相互作用。这种相互作用形成了层次化的结构、富羰基和活性吡咯型氮构型，其中有机氮的含量高达43.44%，远超外源性氮的17.67%。这种独特的结构赋予豆渣炭在四环素降解方面的卓越性能，能在短时间内快速去除95%的高浓度四环素（100 mg/L）。本研究不仅为废弃豆渣的资源化利用提供了有效途径，而且为设计高效生物炭基催化剂提供了新的思路。
图1 豆渣炭基催化剂的制备与催化机理示意图
beat365平台为本文唯一的通讯单位，李坤权教授为本文通讯作者，beat365平台硕士研究生曾少毅和博士生夏旭为共同第一作者，硕士生苗胜盛、张佳勇为研究主要参与者。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141177。
